Химики СПбГУ рассказали о новых разработках в области металлоциклических катализаторов
Ученые Санкт-Петербургского университета разработали металлоциклические катализаторы на основе палладия и платины. Полученные соединения перспективны для производства флуоресцентных полимеров, используемых в фармакологии.
Исследование выполнено в рамках гранта Министерства науки и высшего образования РФ для крупных научных проектов № 075-15-2024-553, результаты опубликованы в научном журнале первого квартиля ACS Organometallics.
Палладий и платина — благородные представители переходных металлов, наделенные уникальными химическими свойствами. Их исключительная устойчивость к коррозии и способность образовывать сложные комплексные соединения открывают широкие возможности для применения в науке и промышленности. Соединения этих металлов играют ключевую роль в органической химии, выступая мощными катализаторами, которые не только ускоряют химические реакции, но и повышают их точность и селективность. Благодаря этим качествам палладий и платина стали незаменимыми элементами как в лабораторных исследованиях, так и в масштабном промышленном синтезе органических соединений, внося значительный вклад в развитие современных технологий.
Современные методы синтеза позволяют использовать небольшие количества вещества-катализатора, достаточно всего несколько сотых процента.
«Это помогает снизить стоимость процесса, но выделить металл после реакции становится сложнее и дороже. Одно из возможных решений — „привить“ молекулу катализатора к какому-либо носителю, сохранив при этом его „ускорительные“ свойства», — отметила руководитель научной группы, профессор СПбГУ (кафедра органической химии) Ирина Анатольевна Балова.
Ученые предложили дополнить молекулу особой группой — алкинильным фрагментом. Если объяснить просто, это как «химический крючок», который может легко и надёжно соединяться с другими молекулами. Далее используется метод «клик-реакций» — что-то вроде «химического конструктора», где «крючки» из разных молекул соединяются быстро, точно и без образования лишних отходов. Такой подход позволяет создавать сложные соединения легко, эффективно и с высокой точностью.
По словам химиков, эксперимент показал, что задумка сработала — благодаря такой связи катализаторы становятся пригодными для многократного использования, что позволяет значительно в разы сэкономить расход дорогостоящих металлов. Ирина Анатольевна Балова подчеркнула, что в ходе исследования был обнаружен интересный факт: «Когда алкинильный фрагмент небольшой, он может непосредственно взаимодействовать с металлом, образуя новые металлоциклические структуры. Это важно, поскольку такие соединения отличаются высокой стабильностью, что значительно увеличивает срок службы катализаторов и предотвращает их преждевременное разрушение».
См. также: